13.6. Генетика и эволюция

Генетика – это наука о наследственности, изменчивости организмов и методах управления ими. Обычно наследственность определяется, как способность родителей передавать свои признаки и особенности развития следующему поколению. Возможности их развития в значительной степени зависит от условий окружающей среды.

Информация о наследственности содержится в гене, который представляет собой участок цепи (ДНК), используемой для кодирования белка определенного вида. Ген отвечает за формирование, какого-либо признака, способен к воспроизведению и расположен в определенном участке хромосомы.

Совокупность всех генов одного организма – генотип. Изменчивость заключается в изменении наследственных зачатков – генов и в изменении их проявления в процессе развития организма.

Совокупность всех признаков организма – фенотип. В ходе процесса эволюции, длящегося миллионы лет, появилось поразительное многообразие форм живого.

Основу современной эволюционной теории составляет изучение популяционной генетики. Гены, действуя независимо друг от друга или совместно с факторами внешней среды, определяют фенотипические признаки организмов и обусловливают изменчивость в популяциях. В ходе естественного отбора фенотипы, которые смогли приспособиться к условиям данной среды, сохраняются, тогда как фенотипы, которые не могут приспособиться, подавляются и, в конце концов, исчезают. Изменение генетического состава популяции приводит к прогрессивному усилению строения форм всего живого, примером этого может служить возникновение современного человека.

Перспективными направлениями генетики, развиваемыми в последние годы, являются генная инженерия, клонирование, выявление наследственных заболеваний.

В результате генной инженерии создаются не только современные лекарственные препараты, но и, генетически модифицированные продукты питания, изготавливаемые из искусственно создаваемых биологических форм, в частности, сои. Для этого в исходные продукты добавляют или убирают определенные гены. Например, благодаря использованию гена рыбы, живущей в полярных широтах, получены холодоустойчивые помидоры, которые могут длительное время храниться в холодильнике.

Клонирование – это процесс создания клонов. В процессе размножения большинства высших организмов дочерняя особь получает половину генов от своего отца, а половину – от матери. Клоны же – это организмы, имеющие совершенно идентичные генотипы. Для создания клонов используются соматические клетки, в которых содержится полный набор хромосом, тогда как в половых клетках содержится только половина этого набора. В 1997 году была получена знаменитая овца Долли – генетическая копия своей матери. Для этого из клетки её вымени было взято ядро и пересажено в яйцеклетку другой овцы.

Недостаток или наличие лишней хромосомы является свидетельством определенных наследственных заболеваний. В 2004 году был открыт ген, несущий информацию о предрасположенности человека к раку. В настоящее время ученые близки к разгадке генетического кода человека.

Успехи в области генетики во многом определяют прогресс в трансплантологии, травматологии, в других областях медицины и биологии, а также в производстве продуктов питания.